基于Mesh網(wǎng)絡(luò)井下救災(zāi)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，國(guó)內(nèi)煤礦事故發(fā)生越來(lái)越頻繁。煤礦事故多數(shù)發(fā)生于地下煤礦，一旦發(fā)生事故，煤礦原有的通信系統(tǒng)將可能失效，這將極大地阻礙礦難發(fā)生后井下的救援工作。目前，我國(guó)井下應(yīng)急救災(zāi)通訊設(shè)備僅能提供語(yǔ)音或簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)信息，無(wú)法全面反映災(zāi)害區(qū)域的實(shí)際情況。另外，由于井下地理環(huán)境特殊，巷道錯(cuò)綜復(fù)雜，使得礦井下通信以及發(fā)生煤礦事故后救援行動(dòng)難以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，救援過(guò)程中極易發(fā)生各種次生災(zāi)害，對(duì)各種次生災(zāi)害的擔(dān)憂和無(wú)法準(zhǔn)確判斷往往會(huì)嚴(yán)重遲滯救援工作的開展。本文正是

2、基于這樣的背景，依托于國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題“基于Mesh網(wǎng)絡(luò)井下可視化無(wú)線救災(zāi)通訊技術(shù)與裝備”(2013BAK06B03)，提出建立一套有效、可靠的井下無(wú)線應(yīng)急救災(zāi)通訊系統(tǒng)，并完成了其中的環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)終端和終端軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)。
　　根據(jù)井下應(yīng)急救災(zāi)通訊系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)需求，本文構(gòu)建了井下應(yīng)急救災(zāi)通訊系統(tǒng)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)。提出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框架。從主要特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等方面描述了無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)比較無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)與其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

3、的性能特點(diǎn)，確定并選擇無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)作為井下無(wú)線應(yīng)急救災(zāi)通訊無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也進(jìn)行了測(cè)試和分析，選擇了最合適的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
　　根據(jù)井下無(wú)線應(yīng)急救災(zāi)通信系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能需求，開發(fā)了環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)終端，為了環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的終端開發(fā)選擇了嵌入式開發(fā)系統(tǒng)作為開發(fā)的系統(tǒng)，ARM處理器作為嵌入式硬件平臺(tái)，Linux作為開發(fā)的操作系統(tǒng)。采用多線程的方式構(gòu)建了終端平臺(tái)，完成了終端

4、環(huán)境參數(shù)采集和閾值報(bào)警功能。
　　根據(jù)控制中心環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)軟件開發(fā)需求，在VC++6.0平臺(tái)上利用C++語(yǔ)言開發(fā)了“環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)”軟件和“環(huán)境參數(shù)監(jiān)控終端圖形化顯示及報(bào)警系統(tǒng)”軟件。對(duì)數(shù)據(jù)傳輸格式和通信協(xié)議進(jìn)行了設(shè)計(jì)，完成了各個(gè)功能模塊的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了在主控端對(duì)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)控及圖形化顯示，同時(shí)還可以閾值報(bào)警。
　　本文最后進(jìn)行了系統(tǒng)性能的綜合測(cè)試和性能分析。首先在大運(yùn)河森林公園搭建測(cè)試環(huán)境，通過(guò)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的性能測(cè)試測(cè)